IsoForm® Spritzgusswerkzeuge für Energieeffizienz und Automatisierung
Innenisolierte Werkzeugkonzepte für nachhaltige, schnelle und automatisierbare Spritzgussprozesse
IsoForm® Spritzgusswerkzeuge sind innenisolierte Werkzeugkonzepte für eine effizientere Temperaturführung im Kunststoffspritzguss. Sie wurden entwickelt, um Prozesstemperaturen schneller zu erreichen, thermische Verluste im Werkzeug zu reduzieren und stabile Fertigungsbedingungen zu unterstützen.
Gerade bei steigenden Anforderungen an Energieeffizienz, Prozesssicherheit, Rüstzeitreduzierung und Automatisierung gewinnt der Werkzeugaufbau zunehmend an Bedeutung. IsoForm® setzt genau dort an: Die formgebenden Bereiche werden gezielter temperiert, während der übrige Werkzeugaufbau thermisch entlastet werden kann.
Die Wechseleinsätze eignen sich je nach Anlagenkonzept für manuelle oder automatisierte Wechselprozesse. Dadurch lassen sich IsoForm®-Werkzeuge gut in moderne Fertigungsabläufe integrieren – von energieeffizienten Spritzgussprozessen bis hin zu automatisierten Produktionskonzepten.
Was IsoForm®-Werkzeuge auszeichnet
Merkmale von IsoForm®
- thermische Trennung im Werkzeugaufbau
- durchgängig mittige Zentrierung der Formeinsätze
- innovativer Auswerferrahmen
- isolierter konturgebender Bereich
- kombinierbar mit vielen Anwendungen und Werkzeugsystemen
- geeignet für Werkzeugwechselsysteme
- integrierbar in manuelle und automatisierte Wechselprozesse
Was ist ein IsoForm®-Werkzeug?
IsoForm®-Werkzeuge sind innenisolierte Formwerkzeuge für den Kunststoffspritzguss. Der konturgebende Bereich wird thermisch gezielt vom übrigen Werkzeugaufbau getrennt. Dadurch kann die benötigte Prozesstemperatur schneller erreicht und effizienter geführt werden.
KB-Hein bietet IsoForm® in den Varianten Light und Standard an. Die Varianten unterscheiden sich unter anderem in Zentrierung, Aufbau und Grad der Isolation. Beide Ausführungen können je nach Anwendung mit Wechseleinsatzmodulen oder Wechselplatten umgesetzt werden.
Das IsoForm®-Normalienprogramm wurde von der Konstruktionsbüro Hein GmbH entwickelt und wird durch unseren Partner Nonnenmann GmbH vertrieben.
Gezielte Temperaturführung durch thermische Trennung
Isolierung
Die Isolierung ist ein zentrales Merkmal des IsoForm®-Konzepts. Sie unterstützt die thermische Trennung zwischen konturgebenden Bereichen und dem umgebenden Werkzeugaufbau.
Wichtige Elemente sind:
- isolierte Formeinsätze
- definierte Luftspalte
- Keramikelemente
- Wärmedämmplatten
- gezielte thermische Trennung im Werkzeugaufbau
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Mehr InformationenThermische Trennung
Klassische Werkzeugkonzepte werden häufig so temperiert, dass sich ein möglichst stabiles Temperaturniveau im gesamten Werkzeug einstellt. IsoForm® setzt gezielter an: Die Formeinsätze und weitere konturgebende Bauteile können temperiert und zugleich gegenüber dem umgebenden Werkzeugaufbau thermisch getrennt werden.
Dadurch wird die Wärme dort geführt, wo sie für Bauteilqualität, Oberfläche, Schwindung, Verzug und Prozesssicherheit benötigt wird. Gleichzeitig können thermische Verluste im übrigen Werkzeugaufbau reduziert werden.
Temperierung
IsoForm®-Werkzeuge können mit unterschiedlichen Temperierverfahren kombiniert werden. Entscheidend ist, dass die benötigte Temperatur gezielt, effizient und prozessgerecht im formgebenden Bereich bereitgestellt wird.
Mögliche Temperierlösungen sind:
- Heizelemente, Wasser, Öl oder Gas
- zyklusabhängige Temperierung
- Impulstemperierung
- Temperierung zur richtigen Zeit am richtigen Ort
- hohe Energieeffizienz durch innenisolierten Werkzeugaufbau
Präzise Zentrierung und stabiles Auswerfersystem
Zentrierung
Die durchgängig mittige Zentrierung ist ein wesentliches Merkmal des IsoForm®-Werkzeugaufbaus. Sie unterstützt eine präzise Lage der Einsätze, Formplatten und Formhälften zueinander.
Wichtige Merkmale sind:
- durchgängig mittige Zentrierung der Einsätze, Formplatten und Formhälften
- hohe Wiederholgenauigkeit bei Montage und Demontage
- präzise Positionierung der Formeinsätze
- Kompensation unterschiedlicher Wärmeausdehnungen
- bessere Grundlage für stabile Wechselprozesse
Zentrierung bei thermischer Trennung
Bei IsoForm®-Werkzeugen übernehmen Keramikelemente die Zentrierung der Formeinsätze. Diese Elemente bilden eine gezielte Verbindung zwischen dem temperierten Formeinsatz und dem Formträgerrahmen. Gleichzeitig unterstützen sie die thermische Trennung im Werkzeugaufbau.
Außenliegende Flachzentrierungen können zusätzlich eingesetzt werden, um unterschiedliche Wärmeausdehnungen besser aufzunehmen. Dadurch lassen sich Klemmen, Fressen oder Verspannungen von Führungen und Zentrierungen reduzieren.
Die mittige Zentrierung über die Platten des Formaufbaus erleichtert eine präzise Montage und Demontage. Gleichzeitig unterstützt sie eine bedarfsgerechte Temperierung und eine wiederholgenaue Positionierung der IsoForm®-Einsätze.
Auswerfsystem
Das Auswerfersystem ist auf eine stabile Werkzeugfunktion und sichere Entformung ausgelegt. Es unterstützt den IsoForm®-Aufbau passiv und trägt zur Standzeit, Werkzeugstabilität und Prozesssicherheit bei.
Wichtige Merkmale sind:
- funktionsorientiertes Auswerferplattensystem
- passive Abstützung des Werkzeugaufbaus
- hohe Standzeit durch robuste Auslegung
- geringe Durchbiegung im Werkzeugbetrieb
- reduzierte Gratbildung durch stabile Abstützung
- sichere Entformung bei wiederholgenauen Wechselprozessen
Warum IsoForm®? Vorteile bei Energie, Temperaturführung und Prozesssicherheit
Die konsequente thermische Isolierung des konturgebenden Bereichs ist der zentrale Vorteil von IsoForm®. Die Wärme wird gezielter dort geführt, wo sie für Bauteilqualität, Formfüllung, Oberfläche, Schwindung, Verzug und Prozesssicherheit benötigt wird. Gleichzeitig können thermische Verluste in den übrigen Werkzeugaufbau reduziert werden.
Das wirkt sich besonders auf Aufheizzeit, Energiebedarf und Prozessstabilität aus. IsoForm®-Werkzeuge erreichen die benötigte Prozesstemperatur schneller und können diese effizienter im formgebenden Bereich halten. Gerade bei höheren Werkzeugtemperaturen, zum Beispiel bei PEEK, Gummi, Silikon oder Duroplasten, entsteht dadurch ein deutliches Einsparpotenzial.
In einer real gemessenen Kundenanwendung mit ca. 130 °C Werkzeugtemperatur konnte die Aufheizzeit von 46 Minuten auf 25 Minuten reduziert werden. Der Energiebedarf beim Aufheizen sank um ca. 28 %. Im Dauerbetrieb wurde ein um ca. 28,5 % geringerer Stromverbrauch gemessen.
Diese Werte zeigen, dass IsoForm® nicht nur konstruktive Vorteile bietet, sondern auch messbare Effekte auf Energieeffizienz, Rüstzeit und wirtschaftliche Serienfertigung haben kann.
Gemessene Praxiswerte bei ca. 130 °C Werkzeugtemperatur:
- Aufheizzeit reduziert: von 46 min auf 25 min
- ca. 45 % kürzere Aufheizzeit
- ca. 28 % weniger Energiebedarf beim Aufheizen
- ca. 28,5 % geringerer Stromverbrauch im Dauerbetrieb
Werkbild Single/Durotherm – Für ein Premium-Versuchswerkzeug
Vorteile von IsoForm® auf einen Blick
Werkzeugaufbau und Prozessvorteile
- konsequente Isolierung formgebender Bereiche zum umgebenden Werkzeugaufbau
- reduzierte Durchbiegung und geringere Gratneigung durch stabile Abstützung
- kürzere Rüstzeiten und schnellere Aufheizphasen
- durchgängige Mittenzentrierung für geringeren Formversatz
- geeignet als Stammwerkzeug, Familienwerkzeug oder Wechselwerkzeug
- Verbleib des Stammwerkzeugs auf der Maschine möglich
- zusätzliche Isolierung zum Heißkanal zur Reduzierung thermischer Wechselwirkungen
- gut geeignet für zyklusabhängige Temperierung
- geringerer Energiebedarf, besonders bei höheren Werkzeugtemperaturen
Schneller auf Prozesstemperatur
IsoForm®-Werkzeuge können die benötigte Prozesstemperatur schneller erreichen, weil die Wärme gezielter im formgebenden Bereich geführt wird. Dadurch muss nicht der gesamte Werkzeugaufbau in gleichem Umfang aufgeheizt werden.
In einer real gemessenen Kundenanwendung mit ca. 130 °C Werkzeugtemperatur konnte die Aufheizzeit von 46 Minuten auf 25 Minuten reduziert werden. Gleichzeitig sank der Energiebedarf beim Aufheizen um ca. 28 %. Im Dauerbetrieb wurde ein um ca. 28,5 % geringerer Stromverbrauch gemessen.
Je nach Anwendung, Werkzeugtemperatur, Werkzeuggröße und Temperierkonzept können die Einsparpotenziale unterschiedlich ausfallen.
Sie möchten wissen, ob sich IsoForm® für Ihr Werkzeugkonzept, Ihre Anwendung oder Ihre Temperaturanforderung eignet? Wir prüfen gemeinsam, welche Variante technisch und wirtschaftlich sinnvoll ist.
Anwendungen und Varianten
- einsetzbar für Elastomere, Thermoplaste, Duroplaste und Druckgussanwendungen
- höhere Prozesssicherheit durch durchdachten Werkzeugaufbau und stabile Temperaturführung
- in unterschiedlichen Werkzeuggrößen und Ausführungen umsetzbar
- Spannaufnahmen nach üblichen Standards möglich
- IsoForm® BASIC als wirtschaftliche Einstiegslösung mit IsoForm®-Vorteilen
- BASIC-Variante bei Bedarf mit Keramikzentrierungen nachrüstbar
- geeignet für manuelle und automatisierte Wechselprozesse
Werkzeugwechselsysteme
IsoForm®: Unterschiedliche Längenausdehnung wirkt sich nicht auf die Zentrierelemente aus. So ist eine genaue Passung möglich.
Werkzeugwechselsysteme
Unterschiedliche Längenausdehnung zwischen Spritzseite und Schließseite bei unterschiedlichen Vorlauftemperaturen.
IsoForm®-Wechselsysteme für flexible Werkzeugkonzepte
Wechselsysteme
IsoForm®-Wechselsysteme verbinden die Vorteile des innenisolierten Werkzeugaufbaus mit flexiblen Wechselprozessen. Dadurch können unterschiedliche Bauteile oder Varianten schneller und wirtschaftlicher umgesetzt werden.
Wichtige Merkmale sind:
- Nutzung der IsoForm®-Vorteile auch bei Wechselkonzepten
- Mehrfachnutzung eines Stammwerkzeugs
- anteilig geringere Werkzeugkosten je Variante
- schnellerer Wechsel zwischen unterschiedlichen Bauteilen
- geeignet für manuelle und automatisierte Wechselprozesse
Mehrfachnutzung mit präzisem Wechsel
Im IsoForm®-Programm stehen Normalienvarianten zur Verfügung, bei denen Einsätze oder ganze Formplatten von der Trennebene aus gewechselt werden können. Je nach Ausführung können dabei auch Schieber, Auswerfer oder weitere Funktionselemente in das Wechselkonzept integriert werden.
So entsteht ein thermisch getrenntes Wechselsystem mit präziser Zentrierung und sicherer Wiederholgenauigkeit. Der Wechsel kann manuell, teilautomatisiert oder vollautomatisch erfolgen. Bei Bedarf lassen sich auch Transponder oder weitere Identifikationslösungen integrieren.
Das Stammwerkzeug kann mehrfach genutzt werden. Dadurch verteilt sich die Investition in den Grundaufbau auf mehrere Einsätze, Varianten oder Bauteile. Besonders bei Produktfamilien, Variantenfertigung oder häufigen Werkzeugwechseln kann das wirtschaftlich interessant sein.
Wechselformeinsätze
Bei Wechselformeinsätzen wird nicht das gesamte Werkzeug gewechselt, sondern nur der Formeinsatz mit Auswerferplatte. Das reduziert Wechselaufwand und bewegte Masse.
Wichtige Merkmale sind:
- Wechsel nur des Formeinsatzes mit Auswerferplatte
- geeignet für kleinere projizierte Flächen
- Montageblech zum Wechseln und zum Schutz der Kontur
- manueller Wechsel geschraubt oder mit Riegeln möglich
- auch für automatisierte Wechselprozesse erhältlich
- gute Grundlage für flexible Variantenfertigung
Einsatzwechselsystem
Einsatzwechselsystem
Plattenwechselsystem
Wechselplattenwerkzeug
Bei Wechselplattenwerkzeugen werden ganze Formplatten gewechselt. Dieses Konzept eignet sich besonders für größere projizierte Flächen oder Anwendungen, bei denen mehr Werkzeugfunktion in der wechselbaren Einheit benötigt wird.
Wichtige Merkmale sind:
- Wechsel kompletter Formplatten
- geeignet für größere projizierte Flächen
- Schutz der Konturbereiche durch Abdeckplatten
- reduzierte Lagerkapazität im Vergleich zu vollständigen Werkzeugen
- hohe Prozesssicherheit durch präzise Zentrierung
- gute Grundlage für wiederholgenaue Wechselprozesse
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Mehr InformationenWechseleinsätze mit Funktionselementen
Wechseleinsätze können je nach Anwendung mit zusätzlichen Funktionselementen ausgestattet werden. Dadurch lassen sich mehrere Bauteile, Varianten oder Werkzeugfunktionen in einem Stammwerkzeug abbilden.
Mögliche Ausführungen sind:
- Wechseleinsätze mit Schiebern
- Wechseleinsätze mit Kernstiften für Hülsenauswerfer
- mehrere Anwendungen in einem Werkzeug
- energieeffiziente und ressourcenschonende Nutzung des Stammwerkzeugs
- schneller Wechsel in der Fertigung
- prozesssichere Wiederholgenauigkeit durch präzise Zentrierung
IsoForm®-Werkzeuge für Thermoplaste
Individuelle Temperierung
IsoForm®-Werkzeuge für Thermoplaste können individuell temperiert und an unterschiedliche Prozessanforderungen angepasst werden. Je nach Werkzeugkonzept lassen sich verschiedene Temperier- und Medienanschlüsse in den Werkzeugaufbau integrieren.
So können beispielsweise Wassertemperierung, Kältemittelanschlüsse, Sensorik oder Gasinjektion gezielt vorgesehen werden. Entscheidend ist, dass die Temperierung dort wirkt, wo sie für Formfüllung, Oberfläche, Schwindung, Verzug und Prozesssicherheit benötigt wird.
IsoForm®-Werkzeugaufbau
IsoForm®-Werkzeuge für Thermoplaste verbinden thermische Trennung, präzise Zentrierung und individuell auslegbare Temperierung in einem Werkzeugkonzept.
Wichtige Merkmale sind:
- thermische Trennung der formgebenden Bereiche
- durchgängig mittige Zentrierung
- individuell temperierbare Werkzeugbereiche
- Normalienaufbauten in unterschiedlichen Werkzeuggrößen
- integrierbare Schieberlösungen
- isolierbare Heißkanalbereiche
- gute Grundlage für stabile und energieeffiziente Spritzgussprozesse
Schieberwerkzeuge mit IsoForm®
Schieberwerkzeuge bilden einen großen Teil der realisierten IsoForm®-Spritzgusswerkzeuge. Eine Besonderheit ist die mittige Führung der Schieber, die zum durchgängigen Zentriersystem der IsoForm®-Werkzeuge passt.
Auch Schieber und Führungselemente können gegenüber dem Formträgerrahmen isoliert ausgeführt werden. Dadurch lässt sich die thermische Trennung nicht nur bei den Formeinsätzen, sondern auch in funktionalen Werkzeugbereichen berücksichtigen.
Aufschlagstücke können zur Feinabstimmung des Werkzeugs eingesetzt werden und unterstützen eine präzise Anpassung im Werkzeugaufbau.
IsoForm®-Werkzeuge für Gummi, Silikon und Duroplaste
Bei vernetzenden Werkstoffen wie Gummi, Silikon und Duroplasten ist die thermische Trennung im Werkzeug besonders wichtig. Der Bereich der Materialzuführung muss kontrolliert geführt werden, während der konturgebende Bereich gezielt beheizt wird. Nur so lassen sich Füllung, Vernetzung, Bauteilqualität und Prozesssicherheit sauber aufeinander abstimmen.
IsoForm® unterstützt diese Trennung durch innenisolierte Werkzeugbereiche und eine gezielte Temperaturführung im konturgebenden Bereich. Je nach Anwendung kann die Temperierung mit unterschiedlichen Medien und Temperaturbereichen ausgelegt werden. Auch zyklusabhängige Temperierung ist möglich, um den Füllvorgang und den Start der Vernetzung besser zu steuern.
Für hohe Werkzeugtemperaturen kann je nach Auslegung auch drucküberlagerte Wassertemperierung eingesetzt werden. Welche Temperaturbereiche sinnvoll und technisch geeignet sind, hängt von Anwendung, Werkzeugaufbau, Medium und Sicherheitsanforderungen ab.
Gerade bei Silikon-, Gummi- und Duroplastanwendungen können dadurch Materialzuführung, Kavität, Schieberbereiche, Zentrierung und Werkzeugaufbau thermisch gezielter voneinander getrennt werden. Das unterstützt eine stabile Verarbeitung und kann Fehler durch ungünstige Temperaturführung reduzieren.
Beispiel: Silikonumspritzung mit IsoForm®
Bei einer Silikonumspritzung eines Einlegeteils wurden die Schieber innerhalb des isolierten Formeinsatzes umgesetzt. Wärmedämmplatten im Trennbereich dienen dabei als Berührschutz und unterstützen die thermische Trennung im Werkzeug.
Keramische Zentrierungen fixieren die Formeinsätze präzise im Werkzeugaufbau. Ergänzende Zentrierlösungen sorgen dafür, dass unterschiedliche Temperierungen sicher geführt werden können, ohne die Funktion des Werkzeugs zu beeinträchtigen.
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